2025年高考化学复习专练：原子、分子、晶体结构与性质（解析版）

重难点08原子、分子、晶体结构与性质

命题趋势

考点三年考情分析2025考向预测

2024•广西卷；2024•福建卷；2024•重庆卷；2024•广东卷；2024•甘预计年高考仍会借助新

原子结2025

肃卷；2024•湖南卷;2024•河北卷；2024•湖北卷；2023,重庆卷;科技、新能源为背景，围绕某

构与性

2023•广东卷;2023•北京卷;2023•湖南卷;2022•河北卷；2022♦海一主题考查原子核外电子排

质

南卷；•全国卷；

2022布式（图卜电离能、电负性、0

分子结2024•广西卷；2024•福建卷；2024•甘肃卷；2024•湖北卷；2023•天键、兀键、杂化方式、分子或

构与性津卷；2023•海南卷；2023•辽宁卷；2022•福建卷；2022•河北卷；离子的空间构型（价层电子对

质2022•北京卷；2022•海南卷；2022•全国卷；互斥理论）、化学键及氢键、晶

体结构特点及微粒间作用力、

晶体结2024•浙江卷；2023•天津卷；2023•海南卷；2023•北京卷2023•辽晶体的熔、沸点比较及晶胞的

构与性宁卷；2022•福建卷；2022•河北卷；2022•北京卷；2022•海南卷；计算，特别是对空间想象能力

质2022•山东卷;2022•广东卷;2022•全国卷；和计算能力的考查。

「重难诠释J

【思维导图】

原子结构

核外电子排布式

原子结构与性质

轨道表达式

原子半径、电离能、电负性

共价键及其分类、键参数

常见分子构型

原子、分子、晶

分子结构与般价层电子互斥理论

体结构与性质

杂彳硼道理论

分子的性质

晶磔构的相关计算

晶体结构与性质典型晶体的结构模型

配合物与超分子

【高分技巧】

一、原子结构与性质

1.原子结构

(1)原子结构——核素的表示方法

质量数

ix，如1H-H/H,%C,唱0,2翁U等。

质子数

(2)微粒中“各数”间的定量关系

①原子或离子：质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)②原子：核电荷数=质子数=原子序数=核外电子数

③阴离子：核外电子数=质子数+离子电荷数④阳离子：核外电子数=质子数一离子电荷数

2.核外电子排布

(1)牢记基态原子核外电子排布的三规律

原子核外电子总是先占有能量最低的原子轨道，即

能量最低原理

1s—2s—2P一3s一3p—4s—3dt4P-5s—4d一5P一6s...

泡利原理每个原子轨道上最多只容纳2个自旋状态相反的电子

当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨

洪特规则

道，而且自旋状态相同

(2)明确表示基态原子核外电子排布的四方法

表示方法举例

电子排布式Cr：1s22s22P63s23P63d54sl

简化表示式Cu：[Ar]3di°4sl

价电子排布式Fe：3d64s2

电子排布图(或轨道表示式)Na：oo「小中『E

3.常见微粒的电子式

(1)离子

钠离子镁离子Cl-02-S2-N3-

—•••3—

Na+Mg2+[©]归广心广

++OH-222

NH4H3Oo2-s2-C2-

H+...+....2一

：：H1：：：：

H：N：HH：O：H［O［oon：s：s：［c;：c：］"

HJH.

（2）离子化合物的电子式

CaONaOHNaH_

K2OCaF2

r-：d：］2V—

Ca2+［：6：+2++©H+

KFTCaNaNa

NHC1

CaC2Naz。？FeS24NH5

H+H+_

2+［：：:6：6：］Na+L2+

CaCHCjNaFeH：N：H:C1：H：N：H［H：1

HJL」

Mg3N2Na3NAl2s3

3-

+M：］+,•］2—32_

2+r2+［：：］3-2+NaNa+:s：2-A产:s：

Mg［MgNMg：S：Al

Na+

（3）共价化合物（共价分子）的电子式及结构式

分子HO

Cl202N22

电子式：C1:C1：0：：0H：O：H

结构式ci—C10=0N三NH-O-H

分子coHC1O

CH42H2O2

H

电子式H：C：HO：：c：：gH：O：O：HH：O：C1：

H

H

1

结构式H—C—Ho=c=oH—0—0—HH—0—Cl

1

H

分子

CCI4BF3PC13PC15

©:：cj：

：F：B：F：：C1：P：C1：

电子式©:，：qi：：C1：p：C1：

：F：

：C1：

ClCl

lF—B—Fci—p—Cl1

结构式ci—c—Cl11ci—Cl

1FCl

Clcrci

二、分子结构与分子的性质

1.分子构型与价层电子对互斥理论

（1）中心原子价层电子对数=◎键电子对数十孤电子对数

中心原子的价电子数+阐位原子的化合价的总和|

中心原子的价层电子对数=

2

（2）价层电子对互斥理论判断分子或离子的空间构型的具体思路

由价层电子对数>电子的排列方式价层电子对互斥理论>VSEPR模型略去孤电子对>分子或离子的空间结构

价层电电子对的VSEPR模型孤电子略去孤电子对的分子(或离子)的空

子对数排列方式及名称对数空间结构间结构名称

180°000=0直线形

260。直线形

10-0直线形

吱

0平面三角形

人

o<£平面三角形

31V形

•------

2O0直线形

0°40正四面体形

L

卜、109°W

40四面体形1三角锥形

4个

2V形

3直线形

2.判断中心原子杂化轨道类型的方法

(1)根据中心原子价层电子对数(杂化轨道数目)判断：杂化轨道数==价层电子对数==。键电子对数+孤电

子对数

价层电子对数杂化类型杂化轨道数目杂化轨道间夹角空间结构实例

3。

4sp杂化410928'正四面体形CH4

2

3sp杂化3120°平面三角形BF3

2sp杂化2180°直线形BeCl2

(2)有多个中心原子时，则根据：“杂化轨道数=价层电子对数『键电子对数+孤电子对数”来判断

如：三聚鼠胺分子的结构简式如图所示，分析氮原子、碳原子的杂化类型

T

杂化价层电◎键电孤电

v孤电子对数确定方法

类型子对数子对数子对数

H,NNNH2

①号氮原子sp3431氮原子最外层有5个电子，形成了3

②号氮原子sp2321对共用电子对，则有一对孤对电子

碳原子最外层4个电子，形成了4对

③号碳原子sp2330

共用电子对，所以碳上无孤对电子

(3)有机物分子中碳原子杂(:类型的判断方法

饱和碳原子均采取Sp3杂化；连接双键的碳原子均采取Sp2杂化；连接三键的碳原子均采取Sp杂化

3.键角大小的判断方法

（1）中心原子的杂化方式不同且中心原子无孤对电子---看中心原子杂化方式：sp（180°）>sp2（120°）>

sp3（109°28,）

分子+

co2>cs2BF3>SO3CH4>NH4

杂化方式spsp2sp3

分子构型直线型平面三角形正四面体

键角180°120°109028z

（2）中心原子杂化方式相同且中心原子有孤对电子----看中心原子的孤电子对数

排斥力大小顺序：孤电子对一孤电子对>孤电子对一成键电子对〉成键电子对一成键电子对，中心原子孤

电子对数越多，对成键电子对的排斥力越大，键角越小

分子CH4NH3H2O

杂化方式sp3sp3sp3

孤电子对数012

键角109°28,107018,104。30'

分子构型正四面体三角锥形V形

（3）中心原子不同，配位原子及中心原子孤电子对数相同且结构相似一看中心原子的电负性：中心原子

的电负性越大，成键电子对越靠近中心原子，成键电子对排斥力增大，键角增大

键角：

NH3>PH3>ASH3；H2O>H2S>H2Se

（4）中心原子及孤电子对数相同，配位原子不同且结构相似——看配位原子的电负性：配位原子电负性越

大，成键电子对越偏离中心原子，成键电子对排斥力减小，键角越小

键角：NF3<NC13<NBr3；NF3<NH3；OF2<H2O

（5）单键、双键、三键的影响

三键、双键、单键之间的排斥力大小顺序：三键一三键〉三键一双键〉双键一双键〉双键一单键〉单键一

单键

H\上泠:乙烯分子中键角①（121.3。）>键角②（117.4。）

C-

H/XH原因是斥力大小：双键一单键〉单键一单键

（6）配体体积对键角的影响：配体体积越大，电子云占据空间增大，对成键电子斥力增强，导致键角减少

键角：NH3>NH2OH>NH2（CH3）

3.分子的性质

（1）分子构型与分子极性的关系

分子构型与分子极性的关系判断分子极性的常见方法

非极性分子①An型（单质）：非极性分子（。3除外）

t

单质一>正负电荷中心重合一结构对称

tf②AB型：极性分子

双原子分子多原子分子

11③ABn型：

化合物-*正负电荷中心不重合一结构不对称

极性分子A上无孤对电子：非极性分子

A上有孤对电子：极性分子

(2)溶解性

①“相似相溶”规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂，若存在氢键，则

溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好

②“相似相溶”还适用于分子结构的相似性，如乙醇和水互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小

(3)范德华力对物质性质的影响

①一般来说，组成和性质相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔沸点也就越高

如沸点：F2<Cl2<Br2<I2

②相对分子质量相同或相近时，分子的极性越大，范德华力也越大，物质的熔沸点也就越高

如沸点：N2<CO

③分子组成相同但结构不同的物质，分子的对称性越强，范德华力越小，物质的熔沸点也就越低

如沸点：对二甲苯<间二甲苯〈邻二甲苯

(4)氢键及其对物质性质的影响

①氢键的表示方法：X—H…Y—表示，式中X和Y表示F、0、N,“一”表示共价键，“…”表示氢键

②氢键的特征：具有一定的饱和性和方向性

③氢键的类型——可分为分子间氢键和分子内氢键

邻羟基苯甲醛存在分子内氢键HF分子间存在分子间氢键

00

F—H…F—H

1

H

④氢键对物质性质的影响

a.当形成分子间氢键时，物质的熔、沸点将升高：分子间有氢键的物质熔化或汽化时，除了要克服纯粹的

分子间作用力外，还必须提高温度、额外地提供一份能量来破坏分子间的氢键，所以这些物质的熔、沸点

比同系列氢化物的熔、沸点高，如：HF、H2O,NH3沸点反常

b.当形成分子内氢键时，往往会降低分子间作用力，从而使使物质的熔、沸点降低，如：邻羟基苯甲醛(熔

点:2℃,沸点：196.5。0和对羟基苯甲醛(熔点：115。。沸点：250℃)

分子内氢键

邻羟基苯甲醛对羟基苯甲醛

熔点：熔点：115t

沸点：196.5t沸点：2501c

c.氢键也影响物质的溶解：在极性溶剂中，如果溶质分子和溶剂分子之间可以形成氢键，则物质的溶解度

H

增大，如：NH3极易溶于水，因NH3与H2O之间能形成氢键(H—,““H—?),且都是极性分子

HH

d.对物质密度的影响：氢键可使固体或液体的密度减小；使气体物质的密度增大

e.氢键的存在使分子间因氢键而发生“缔合”，形成“缔合分子”：相当多的H2O分子、HF分子“缔合”而形成

(H20)„分子、(HF)„分子(“缔合分子”)

(5)分子的手性——手性分子的判断：判断一种有机物是否具有手性异构体，关键是看其含有的碳原子是

否连有4个不同的原子或原子团，即有机物分子中是否存在手性碳原子，如：Ri-C—R3,Ri、R2、

R3、也互不相同，含有手性碳原子，该有机物分子具有手性

(6)无机含氧酸分子的酸性

①对于同一种元素的含氧酸来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强，如：HNO2<HNO3；

H2s03cH2sO4

②含氧酸的强度随着分子中连接在中心原子上的非羟基氧的个数增大而增大，即：(H0),“R0"中，n值越大,

酸性越强，如：H3Po4VH2so4VHe1。4，H3P。4可写成(HO)3Po,H2so4可写成(HO)2so2，HCIO4可写成

(HO)C1O3,非羟基氧越多，酸性越强

5.配位化合物

(1)配位键

①概念：成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成的共价键。即：共用电子对由一个原子单方

向提供给另一原子共用所形成的共价键

②配位键的形成：成键原子一方能提供孤电子对，另一方能提供空轨道

③表示方法：配位键可以用A—B来表示，其中A是提供孤电子对的原子，B是接受孤电子对的原子

(2)配位化合物

①概念：金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物。如：[Cu(NH3)4]SO4

②形成条件

a.体有孤电子对，中性分子如H2O、NH3和CO等；离子如>、Cl,CN-等，对于配体中两端均有孤电

子对时，电负性小的原子为配位原子，如配体CO、CN-中的C为配位原子

b.中心原子有空轨道,如Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+等

③组成结构——以“[Cu(NH3)4]SC>4”为例

中心原子、I配位体

(提供空轨道y、I/电仅9

[CU(NH3)4]SO4

内界配位数外界

三、晶体结构与性质

1.熟知典型的晶体结构模型

(1)常见分子晶体结构分析

晶体晶体结构结构分析

①每8个CO2分子构成1个立方体且在6个面的面心又各有1个CO2分子，

每个晶胞中有4个CO2分子

干冰②每个CO2分子周围紧邻的CO2分子有12个

4x44

产才I③密度=------g-cm-3(a为晶胞边长，取为阿伏加德罗常数的值)

NAxa3

匿(1)面心立方最密堆积

白磷(2)密度=4—124g加。11①为晶胞边长，必为阿伏加德罗常数)

NAxa3

«p4

(1)每个水分子与相邻的4个水分子以氢键相连接

rVrVrV(2)每个水分子实际拥有2个“氢键”

冰

(3)冰晶体和金刚石晶胞相似的原因：每个水分子与周围

四个水分子形成氢键

(2)常见共价晶体结构分析

晶体晶体结构结构分析

①每个碳与相邻4个碳以共价键结合，形成正四面体结构，键角均为109。28,

②金刚石晶胞的每个顶点和面心均有1个C原子，晶胞内部有4个C原子，

金H

每个金刚石晶胞中含有8x1+6x1+4=8个碳原子，最小的碳环为6元环，并

刚82

石且不在同一平面(实际为椅式结构)，碳原子为Sp3杂化

③每个碳原子被12个六元环共用，每个共价键被6个六元环共用，一个六元

硅原子半径(r)与边环实际拥有1个碳原子

晶长(a)的关系：2

体母=8r④C原子数与CC键数之比为1：2,12g金刚石中有2mol共价键

8x"12

⑤密度=------g-cm-3(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)

7VAX苏

①Si02晶体中最小的环为12元环，即：每个12元环上有6个0,6个Si

②每个Si与4个0以共价键结合，形成正四面体结构，每个正四面体占有1

个个，〃：〃：

exl\p.Si,4“10"(Si)(O)=l2

2

③每个原子被个十二元环共用，每个原子被个十二元环共用

SiO2Si1206

④每个Si。2晶胞中含有8个Si原子，含有16个O原子

CrJ

0Si*0

⑤硅原子与Si—0共价键之比为1：4,ImolSi02晶体中有4mol共价键

⑥密度=8x60gmol1(0为晶胞边长，心为阿伏加德罗常数的值)

TVAX〃

①每个原子与另外4个不同种类的原子形成正四面体结构

SiC

/〜八、4x40g・mo「/…八4x42gmol-1

sI②密度："(SiC)=--------2---------；p(BN)=---------2--------；

TVAXq3TVAxQ3

BN

4x41orno1一i

2(A1N)=---------邑—(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数的值)

TVAX。3

AIN

③若Si与C最近距离为d,则边长(a)与最近距离(d)的关系：JJa=4d

(3)常见金属晶体结构分析——金属晶体的四种堆积模型分析

体心立方堆积面心立方最密堆积六方最密堆积

堆积模型简单立方堆积

(钾型)(铜型)(镁型)

O

晶胞TH德L

代表金属PoNaKFeCuAgAuMgZnTi

配位数681212

晶胞内原子数目1242

原子半径⑺和晶a丫=6。

r=—

胞边长(。)的关系24，4

(4)典型离子晶体模型

晶体晶体结构结构分析

(①一个NaCl晶胞中，有4个Na+,有4个C「

②在NaCl晶体中，每个Na+同时强烈吸引6个C「，形成正八面体形；每

：,Q')

4.

NaCl(6-)7个C「同时强烈吸引6个Na+

:»1

7③在NaCl晶体中，Na+和C「的配位数分别为6、6

eNa+OC1-④在NaCl晶体中，每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+共有12个，

每个C「周围与它最接近且距离相等的Cl-共有12个

⑤密度=”586但为晶胞边长，腌为阿伏加德罗常数的值）

NAx炉

①一个CsQ晶胞中，有1个Cs+,有1个C「

②在CsCl晶体中，每个Cs+同时强烈吸引8个C「，即：Cs+的配位数为8,

每个C1同时强烈吸引8个Cs+,即：C「的配位数为8

③在CsCl晶体中，每个Cs+周围与它最接近且距离相等的Cs+共有6个，

CsCl—cr

身---形成正八面体形，在CsCl晶体中，每个C1一周围与它最接近且距离相等的

C「共有6个

④密度=1686g，mol।值为晶胞边长，刈为阿伏加德罗常数的值）

NAXa3

①1个ZnS晶胞中，有4个S2一,有4个Z/+

oS2-②Zn2+的配位数为4,S2-的配位数为4

ZnS•Zn2+

i铲③密度=4*97gnol1年为晶胞边长，取为阿伏加德罗常数的值）

*NAxa3

①1个CaF2的晶胞中，有4个Ca2+,有8个片

1o②CaF2晶体中，Ca2+和F-的配位数不同，Ca?+配位数是8,口的配位数是

•F-

2+

CaF2DOCa4

J

g1③密度」*77g，mo1।g为晶胞边长，名为阿伏加德罗常数的值）

7vAX〃

2.晶体结构的计算方法

（1）“均摊法”计算复杂型晶体中晶胞粒子数目及化学式

①长方体（正方体）晶胞中不同位置的粒子数的计算

②非长方体晶胞中粒子视具体情况而定

顶点上：上

12

三楼柱棱上4

内部:1

>>---顶点上:春

、、-----棱上：、

内部：1

石墨晶胞每一层内碳原子排成六边形，其顶点(1个碳

平面型原子)被三个六边形共有，每个六边形占1

3

(2)晶体密度及微粒间距离的计算

晶体密度的计算公式推导过程

若1个晶胞中含有X个微粒，则晶胞的物质的量为：n=曾=mol

Nx

晶胞的质量为：m=n-M=g,则密度为：p=

-----9MmN

%厂工A^=正矛

右图为CsCl晶体的晶胞

假设相邻的两个Cs+的核间距为acm,NA为阿伏加德罗常数,CsCl的摩尔质量用Mg-molT表示，

M

则CsCl晶体的密度为〃=----gem-3

GNA

(3)金属晶体空间利用率的计算方法

①空间利用率(〃)：指构成晶体的原子、离子或分子总体积在整个晶体空间中所占有的体积百分比

y球数

空间利用率=^=-----2----xioo%

嗝胞a

--------------h

5讯时提升练

(建议用时：40分钟)

考向01原子结构与性质

1.(2024•重庆•高考真题)某合金含Mg、Al、Si、Mn和Cu等元素。下列说法正确的是

A.Si的电负性大于AlB.Mn和Cu均为d区元素

C.Mg的第一电离能小于AlD.基态时，Mg原子和Mn原子的单电子数相等

【答案】A

【解析】A.同周期从左到右元素的电负性逐渐增大，Si电负性大于Al,A正确；

B.基态Mn原子核外电子排布为Is22s22P63s23P63d54s2,为d区；基态Cu原子核外电子排布为

1s22s22p63s23p63d104s1,为ds区，B错误；

C.基态Mg原子的价电子排布式为3s2,基态Al原子的价电子排布式为3s23pL镁原子最外层3s轨道达到

全充满结构，铝的3P轨道未达到半充满结构，故镁的第一电离能大于铝的第一电离能，C错误；

D.基态Mg原子的价电子排布式为3s2,没有单电子，基态Mn价电子排布式为3d54s2,有5个单电子，单

电子数不相等，D错误；

故选A。

2.（2024•河北•高考真题）侯氏制碱法工艺流程中的主反应为QR+YWs+XZz+WzZnQWXZs+YW4R,其中

W、X、Y、Z、Q、R分别代表相关化学元素。下列说法正确的是

A.原子半径：W<X<YB.第一电离能：X<Y<Z

C.单质沸点：Z<R<QD.电负性：W<Q<R

【答案】C

【来源】2024年高考真题河北卷化学试题

【分析】侯氏制碱法主反应的化学方程式为NaCl+NHs+CO/HqnNaHCOsJ+NHQ,则可推出W、X、

Y、Z、Q、R分别为H元素、C元素、N元素、O元素、Na元素、C1元素。

【解析】A.一般原子的电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小，则原子半径：

H<N<C,故A错误；

B.同周期从左到右元素第一电离能呈增大趋势，HA族、VA族原子的第一电离能大于同周期相邻元素，

则第一电离能：C<O<N,故B错误；

C.。2、Cl?为分子晶体，相对分子质量越大，沸点越高，二者在常温下均为气体，Na在常温下为固体，

则沸点：02<Cl2<Na,故C正确；

D.同周期元素，从左往右电负性逐渐增大，同族元素，从上到下电负性逐渐减小，电负性：Na<H<Cl,

故D错误；

故选C。

3.（2024•上海•高考真题）下列关于氟元素的性质说法正确的是

A.原子半径最小B.原子第一电离能最大

C.元素的电负性最强D.最高正化合价为+7

【答案】C

【解析】A.同一周期主族元素从左至右，原子序数递增、原子半径递减，氟原子在本周期主族元素中半径

最小，但氢原子半径小于氟原子半径，故A错误；

B.同一周期主族元素从左至右，第一电离能有增大的趋势，氟原子在本周期主族元素中第一电离能最大，

但氯原子的第一电离能大于氟原子，故B错误；

C.据同一周期主族元素从左至右电负性增强、同一主族从上至下电负性减弱可知，氟元素的电负性最强，

故C正确；

D.氟元素无正化合价，故D错误；

故答案为：Co

4.（2025•东北三省•联考）放射性同位素与Cs被广泛应用于医学影像诊断中，下列关于二Cs的说法错误的

是

A.中子数为82B.价电子排布式为6sl

C.常温下为银白色固体D.二cs和堞cs互为同位素

【答案】C

【解析】A.黑cs的质量数为137,质子数为55,中子数=137-55=82,A正确；

B.Cs属于第六周期第IA族元素，价电子排布式为6/,B正确；

C.Cs常温下是淡金色金属，C错误；

D.质子数相同，中子数不同的同种元素的不同原子互称同位素，与Cs和堞Cs互为同位素，D正确;

答案选C。

5.（2025•辽宁•二模）下列化学用语使用正确的是

A.CO2,SO2,NO?的分子空间结构相同

B.四氯化碳的电子式蒯禺馥座喇

宦四

疆

C.邻羟基苯甲醛分子内氢键

D.基态B原子价电子轨道表示式皿田I

2s2p

【答案】D

【解析】A.CO2的分子空间结构为直线形，SO?、NO2的分子空间结构为V形，故A错误；

B.四氯化碳的电子式中氯原子周围的也符合8电子稳定结构，其电子式为：：C1：C：C1：，